为 了解 决 某挡 潮 闸枢 纽工程 中高性 能大体 积混凝 土 结构 浇筑 时的温度 控制 问题 ,避免 因混凝 土干缩、自体积变形、外部约束和温度效应等因素 引起混凝土开裂 ,取 闸室底板和 中墩进行三维有 限元建模 ,对 闸墩采取不同的温控措施 ,进行 闸墩温度场和温度应力场的仿真分析 ,研究闸墩冷却 水管布置方案的温控效果并提 出科学合理的温度控制措施 ,为现场科 学施工提供理论指导。仿真 结果表 明:通水冷却效果 良好,闸墩均未 出现裂缝;在混凝土浇筑初期采取降低入仓温度和通 水冷 却等降温措施来减小由于混凝土水化热引起的最大温升,可以有效减 小混凝土温降阶段的降温幅 度 ;控制最大温升、内外温差及温降速率是 大体积混凝土闸墩温控防裂的关键。 关键词 :高性 能混凝土;挡潮闸;闸墩 ;温度控制 ;防裂措施 ;散热边界 中图分 类号 :TV431 文献标 志码 :A 文章编 号 :1006—7647(2012)05—0038—05 Temperatureeffectand controlanalysisofhigh-perform ancemassconcrete forpieroftidalgate//YANG Zhong , wU Xiaorong,LIU Cheng (1.China WaterHuaihePlanning Designand Research Co.,Ltd,Bengbu233001,China; 2.CollegeofCivilEngineering,NanjingForestry·University,Nanjing210037,China) Abstract:To avoid concrete cracking due to concrete shrinkage, autogenous deformation, externalconstraints, and temperatureeffects,itisnecessarytosolvethetemperaturecontrolproblem ofhigh-perform ance massconcrete structures duringthepouring process.W ith differenttemperature controlmeasuresforpiers,simulation analysisofthe temperature fieldandtemperature stressfield wasconducted. Then,the temperature controleffectofthe cooling waterpipe layout schenlewasanalyzed,and reasonabletemperaturecontrolmeasuresareproposedtoguidefieldconstruction.Thesimulation analysisresultsshow thattherearenocracksonthepierbecauseofgoodwatercoolingeffects;pipecoolinganddecreaseof theplacingtemperaturecan beused todecreasethemaximum temperaturerisecausedbyhydrationheatofconcreteduring theinitialconcretepouring,andtodecreasetherangeofthetemperaturedecline;andcontrolofthemaximum temperature rise,temperaturedifference,and freezingratesiscritical forcrack controlofthemassconcretepier. Key words:highperform anceconcrete;tidalgate;pier;temperaturecontrol;crackcontrolmeasures;boundaryconditions ofscatteringheat 挡潮 闸主要 由底板 和 闸墩组 成 ,为倒 T形墙 一板 式水工混凝土结构 ,顶部 自由变形 ,底部受底板约束 变形 ,常形成贯穿性竖直 裂缝 ,增 大结 构的渗透变 形 ,影 响工程 稳定 。 高性能混凝土具有高耐久性 的特点 ,包括高体 积稳定性 (收缩和徐变小)、低渗透性和高工作度。 高性能混凝土的徐 变总量 (基本徐变与干燥徐变之 和)显著低于普通混凝 土,其 中干燥徐变减少量 占 绝大多数。高性能混凝 土由于采用高效减水剂 ,水 灰 比和单位用水量很低 ,水化反应较早终止 ,水化热 相应较低。但高性能混凝土采用较低的水胶 比,且 早期强度偏低 ,早期干缩变形及 自收缩变形均相对 较大 ,因此产生早期裂缝的风险随之增加。 国内学者对大体积混凝土温度控制做 了很多研 究。朱伯芳 ¨把冷却水管看成负热源 ,建立 了大体 积混凝土的等效热传导方程 ,在平均意义上考虑水 管冷却的效果 ,使有 限元模型仅需布置 比较稀疏的 网格来考虑水管冷却 的效果。曹为 民等_2应用非 稳定温度场和徐变应力场仿真程序对裂缝产生的原 因进行了探讨 ,对薄壁水 闸闸墩结构采取相应的温 控措施 ,一定程度上避免 了裂缝 的出现。朱伯芳 ] 对混凝土坝温控 防裂技术 的发展进行 了回顾与展 望 ,并对抗裂安全 系数 的取值 、材料抗裂性 能的改 进、基础温差和上 、下层温差 的控制 、表面保温和养
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